三分天下 双馈、直驱半直驱逐鹿未来!

自上世纪90年代,我国风机开启国产化发展至今,直驱与双馈作为市场上两种主流技术路线,各有优势。同时,半直驱也悄然迎头赶上,从一度受质疑逐渐显出其独有的优势,这也是大兆瓦、平价时代降本下风电的探索与创新。

行业前进的脚步从未停歇,技术创新,降本推动,2022年海陆风电均直面平价,风机技术路线未来格局如何?

2021年,我国陆上风电正式步入平价时代,在激烈的市场竞争以及降本压力下,整机市场迎来了大幅降价,风机价格普遍低于3000元/kW。今年9月,中广核云南曲靖市两大风电场机组采购开标,以双馈发电机为主打产品的电气风电,报价低至1880元/千瓦;

10月,龙源电力甘肃洁源风电有限责任公司七墩滩20万千瓦项目公示,最终金风科技中标风机价格约2187元/kW,创下当时直驱风机最低中标价格纪录,这也是首次低于双馈风机。

近日8家整机商竞标甘肃玉门麻黄滩第一风电场C区200MW风电项目,最低投标报价2300元/kW,扣除塔筒价格,风机价格约在1800-1900元/kW左右,再破行业低价!明阳智能预中标价57940万元,折合单价2897元/kW(自2009年起,明阳智能坚持走半直驱路线年)。

市场价格竞争仍在持续。据悉,有业内人士表示,今年开标的情况趋势已较为明朗,双馈风机降价幅度大于直驱风机,以双馈机型为主的整机商平均风机报价已从去年4400元/千瓦下降至2200元/千瓦左右,基本腰斩,而同等情况下直驱风机则通常每千瓦高出两三百元。

同时也应看到,风力发电机组属于大型高精度、高价值运转的重工设备,齿轮箱是其中易过载和损坏率较高的部件之一,直驱风机免去齿轮箱,从而减少了传动环节的损耗及运维成本,但与双馈风机相比,在同等容量积相对较大,吊装运输成本相对更高。

出于降本增效的考量,机组大型化发展,体积与重量还在不断增加。主机价格下降,原材料等成本却猛涨,双向压力倒逼技术创新变革。

半直驱风机则兼顾有二者的特点,从结构上说,半直驱与双馈类似,在直驱的基础上增加了齿轮箱,通过较低转速降低运行期间齿轮箱的损耗。同时目前研究中的无主轴结构还具有与直驱相似的外形。简而言之,机械传动部分类似双馈,电气传动部分类似直驱。

此外,为了减轻机舱的重量,半直驱风力发电机组多为紧凑型机型,也减少了风机每单位千瓦原材料的用量,降低了风机重量和体积。

直驱与双馈技术路线,各有千秋,难分伯仲。双馈机型由于技术成熟,价格便宜占据主要优势,全球约60%以上的在役机型为双馈,国内也以双馈为主,这也证明了双馈风机的可靠性。

直驱风机不含齿轮箱,不存在漏油风险。某位不具名业内人士表示,但考虑到平价,直驱风机的成本和制造难度问题,这些都是致命的缺陷。且随着机型容量增大,有色金属和稀有金属的用量比例增大,尺寸规格扩大,直驱在大容量的发展道路上似乎遇到了困难。平价低风速地区,目前的直驱技术还无法把成本做到盈利水平。

随市场而动,海陆风机大型化是必然发展趋势,陆上6.X、7.XMW,海上10MW+风机在2021年开始不断涌现。同时,不少整机商提出了“海陆同款”的产品推广路线。

大兆瓦风机趋势下,配套设备增大,运输难度增大等等。成本倒逼和可靠性的要求,给传统技术路线带来了挑战。

双馈、直驱两种主流路线之外,在大型化和平价降本需求下,半直驱机型受到市场进一步青睐,迎来了春天。半直驱、“风电+”、零碳…从一年一度的风能展我们可窥探出风电未来发展趋势,研发的新机型中半直驱字眼频现。

据统计,2021北京风能展期间,我国各大主流整机商推出50款新机型,其中国产直驱风机的“老大哥”——金风科技也一次性推出了16款中速永磁风机,机组详情如下:

目前趋势来看,双馈机组已基本退出了海上风电领域,与直驱路线相比,半直驱优势明显:轻量化、发电效率更高、成本更具竞争优势。

某齿轮箱企业人士表示,半直驱也是全球风电发展大势,且中国半直驱发展速度及占比将超过全球。据Wood Mac预测,到2029年半直驱(中速传动)机组在全球海陆风电市场的占有率将分别达到34%、45%,甚至有可能坐上风电技术路线的“第二把交椅”。

据了解,国内排名靠前的整机商,大多数在评估是否转向或添加半直驱技术路线,第三势力正在迎头赶上。半直驱技术,兼顾直驱的高稳定性和双馈的低成本优势,更适应机组大型化和海上风电规模化的发展趋势。

有业内人士指出,从目前海上风电整机商布局来看,半直驱已经是较为主流的技术路径。对于陆上风电来说,技术都在持续突破,未来估计是直驱、双馈以及半直驱等技术路径互相竞争,同台竞技。

“双碳”目标的提出,风电成为主力军。风电平价大基地、风电下乡、海上风电…无论未来何种增量市场,更高的发电量和高可靠性、相对更低的成本都是业内最为关注的点。

技术基因是核心竞争力,风电对于更低的度电成本还在不断探索。未来已来,谁将引领尚未可知。

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